layout工程师经验分享：PCB设计布线技巧

画板这件事本身并没有太多的技术难点，但是细节要点实在太多，如果要立志成为一名layout工程师，就必要注意到板子内外的每个细节，特别是信号完整性、电源完整性、干扰/抗扰的方方面面。随着板子层叠数量越来越多，任何细节的失误都可能导致重新打板，进而影响到整个项目周期。因此画板这项工作更像是艺术，把每一块板子都当作艺术品来对待是一位成功的layout工程师应有的态度。下面就来分享PCB设计三部曲的第二部：PCB布线。

信号层和板层定义

利用PCB设计工具的统计功能，报告网络数量，网络密度，平均管脚密度等基本参数，以便确定所需要的信号布线层数，其中PIN密度的定义为：板面积（平方英寸）/（板上管脚总数/14）布线层数的具体确定还要考虑单板的可靠性要求，信号的工作速度，制造成本和交货周期等因素。信号层数的确定可参考以下经验数据：

层叠结构意义

在高速数字电路设计中，电源层与地层应尽量靠在一起，中间不安排布线。所有布线层都尽量靠近一平面层，优选地平面为走线隔离层。为了减少层间信号的电磁干扰，相邻布线层的信号线走向应取垂直方向。可以根据需要设计1~2个阻抗控制层，如果需要更多的阻抗控制层，需要与PCB厂家协商。阻抗控制层按要求标注清楚，将单板上有阻抗控制要求的网络布线分布在阻抗控制层上。

线宽和线间距

板的密度越高，倾向于使用更细的线宽和更窄的间隙；

当信号的平均电流较大时，应考虑布线宽度所能承载的的电流，线宽可参考以下数据（用铜皮作导线通过大电流时，铜箔宽度的载流量应参考表中的数值降额50%去选择考虑；在PCB设计加工中，常用OZ（盎司）作为铜皮厚度的单位，1oz铜厚的定义为1平方英尺面积内铜箔的重量为1盎司，对应的物理厚度为35um，2oz铜厚为70um，以此类推）PCB设计时铜箔厚度，走线宽度和电流的关系，不同厚度，不同宽度的铜箔的载流量见下表：

电路工作电压是一个重要指标，线间距的设置应考虑其介电强度，下表是输入电压与空气间隙和爬电间距的关系表，给大家参考：

由于PCB加工技术的限制，目前国内外先进水平推荐使用最小线宽/间距为： 6mil/6mil（国内） 4mil/4mil（国外），极限最小线宽/间距为： 4mil/6mil（国内）2mil/2mil（国外）。

孔的设置

过线孔要求的制成板最小孔径定义取决于板厚度，板厚与孔径的比值应小于 5~8；

孔径优选系列推荐：24mil、20mil、16mil、12mil、8mil；

焊盘直径推荐：40mil、35mil、28mil、25mil、20mil；

内层热焊盘尺寸推荐：50mil、45mil、40mil、35mil、30mil；

板厚度与最小孔径的关系：板厚（3.0mm、2.5mm、2.0mm、1.6mm、1.0mm）最小孔径（24mil、20mil、16mil、12mil、8mil）；

有关盲孔和埋孔的处理，盲孔是连接表层和内层而不贯通整板的导通孔，埋孔是连接内层之间在成品板表层不可见的导通孔，这两类过孔尺寸设置可参考过线孔。应用盲孔和埋孔设计时应对PCB加工流程有充分的认识，避免给PCB加工带来不必要的问题，必要时要与PCB供应商协商。

特殊布线区间

特殊布线区间是指单板上某些特殊区域需要用到不同于一般设置的布线参数，如某些高密度器件需要用到较细的线宽、较小的间距和较小的过孔等，或某些网络的布线参数的调整等，需要在布线前加以确认和设置。

定义和分割平面层

平面层一般用于电路的电源层和地层（参考层），由于电路中可能用到不同的电源层和地层，需要对电源层和地层进行分割，其分隔宽度要考虑不同电源层之间的电位差，电位差大于12V时，分割宽度为50mil，反之，可选20~25mil；

平面分割要考虑高速信号回流路径的完整性；

当由于高速信号的回流路径遭到破坏时，应当在其他布线层给予补偿。例如可用接地的铜箔将该信号网络包围（包地处理），以提供信号的完整地回路。

做完了以上这些准备工作，一块完整的单板应该在大脑中投影出来了，下一步工作就是要布线，可别小看走线，虽然说它是体力活，但技术细节却十分精彩。
编辑：hfy